城市灰霾期间气象特征及对策研究

诸玉辉

摘要：运用气象数据和空气自动在线数据分析了城市灰霾期间气候特征。结果表明：灰霾天气主要出现在冬季，这是由于冬季降水少、风速小，当气压呈增长趋势，会导致污染浓度增加。轻微的降水沉降颗粒物效果不明显；风速小，不利于颗粒物扩散；气压增长，增加了大气的稳定性，不利于污染物扩散，导致污染物浓度增加。指出了PM2.5是导致灰霾天气的主要原因，并对如何降低灰霾发生频率以及如何做好灰霾天气的预报预警工作进行了探讨，提出了相应的对策。

关键词：灰霾；气候特征；对策

中图分类号：X511

文献标识码：A文章编号：16749944（2017）12004803

1引言

随着经济的发展，随之带来的污染也在增加。近几年，许多专家学者开始研究大气污染的影响，他们发现灰霾是大气污染的体现之一。灰霾因影响大气环境质量、降低城市能见度、危害人体健康，已成为城市区域大气环境的主要问题。《地面气象观测规范》中对霾的定义是“大量极细微的干尘粒等均匀地浮游在空中，使水平能见度小于10 km的空气普遍混浊现象”[1]。霾污染引起了社会各界的关注，刘伟等[2]早在2009年初步探讨灰霾天气下空气污染程度评估方法及建立污染程度与能见度量化相关关系。灰霾的形成与气象条件和大气污染密切相关[3]。灰霾易于在稳定天气条件和大气污染物高排放区域形成[4]。在逆温条件下，大气中飘尘、有机物和颗粒物难以扩散而悬浮在城市上空[5～9]。本文运用2015年的监测数据研究灰霾期间气象特征。

2灰霾天气基本特征

2.1灰霾天气基本情况，以松江区为例

2015年灰霾天数67 d，灰霾天数占全年总天数的18.4%。1月份所占比例最大，占灰霾天数的29.9%。2015年灰霾天统计情况见图1和图2。

2.2灰霾天气气象特征

2.1.1气压

当灰霾天气频繁时，气压在1021 hPa左右，气温比较低，风速为1.6 m/s（较缓），降水量很小（几乎为零）。灰霾天气下，为直观看出松江区逐月气象特征绘制直方图3，数据详见表1。

灰霾天气期间，松江区平均气压为1021 hPa，低于1月、2月、12月，1月、2月，12月平均气压超过1024 hPa。随着灰霾加重，气压呈上升趋势。随着气压的增加，有利于大气的稳定性，不利于污染物的扩散，导致污染物积累、浓度增加。

2.1.2气温

灰霾天气期间，平均温度为11.9℃，随着灰霾的加重，气温呈下降趋势（表1和图4）。温度的升高加快空气的流动速度，增加大气不稳定性，有利于大气中污染物的扩散，减少由于污染物的增加对能见度产生的影响。冬季温度较低，易于发生较严重的灰霾，因此，温度比较低的冬季为灰霾最严重时期。

2.1.3风速

灰霾天气期间，平均风速为1.56 m/s，小于全年平均风速1.73 m/s，灰霾严重时期的平均风速明显低于其他时候的平均风速。风速的增加，有利于污染物的扩散，稀释空气中大气污染的浓度（图5）。

2.1.4降水

灰霾天氣期间，平均降水量为3.4 mm，灰霾严重时期1月和2月平均降水量低于灰霾天气期间的平均降水量，微量降水若发生在灰霾期间，尤其是冬季时，较少的降水沉降对大气颗粒物的效果并不明显，反而会导致空气相对湿度上升，使大气能见度降低，而夏季频发的大雨对大气颗粒物的冲刷作用则很明显，从而提高能见度（图6）。

2.3灰霾天气气象特征小结

通过分析气候特征指标：气压、气温、风速和降水，表明当灰霾天气频繁时，气压为1021 hPa左右，气温较低，风速为较低，降水量几乎为零。随着灰霾加重，气压呈上升趋势，气温呈下降趋势，平均风速明显低于其他时候的平均风速，微量降水若发生在灰霾期间，尤其是冬季时，较少的降水沉降对大气颗粒物的效果并不明显。气压上升，有利于大气的稳定性，不利于污染物的扩散，导致污染物积累、浓度增加；温度的升高加快空气的流动速度，增加大气不稳定性，有利于大气中污染物的扩散，减少由于污染物的增加对能见度产生的影响；风速的增加，有利于污染物的扩散，稀释空气中大气污染的浓度；微量降水若反而会导致空气相对湿度上升，使大气能见度降低，而夏季频发的大雨对大气颗粒物的冲刷作用则很明显，从而提高能见度。

3颗粒物浓度不同区间的气象特征

据灰霾天气判断依据，将PM2.5浓度值和PM2.5与PM10小时浓度均值比值分为不同区间，分析气象特征变化。统计结果见表2和表3。

3.1PM2.5浓度不同区间的气象特征

灰霾天气下，PM2.5浓度在75～115 μg/m3的天数为37 d，占灰霾总天数的55.2%；PM2.5浓度在115～150 μg/m3的天数为11 d，占灰霾总天数的16.4%；PM2.5浓度在150～200 μg/m3的天数为7 d，占灰霾总天数的10.4%；PM2.5浓度在200 μg/m3以上的天数为3 d，占灰霾总天数的4.5%。

PM2.5浓度的增加，一般伴随着气压逐渐升高，气温逐渐降低，相对湿度也有所降低，风速呈下降趋势，降水量降低。

4结论

根据灰霾天气特征分析结果，松江区灰霾天气主要出现在冬季。这是由于冬季降水量小，轻微的降水不能洗刷沉降颗粒物，反而引起能见度降低；冬季风速小也不利于颗粒物扩散，从而颗粒物不断积聚；气压呈上升趋势，增加了大气的湿度，也不利于污染物扩散，导致污染物浓度增加。通过分析PM2.5/ PM10值，可以知道：PM2.5是导致灰霾天气的主要原因。

结合灰霾天气的气象特征，松江区应针对灰霾频发季节继续做好环境质量管理和防护措施：一是加强空气质量监测，密切关注PM2.5动态。逐步推进空气质量预报预警体系，在不利气象条件前提前启动应急措施，通过限制本地区污染排放等措施迅速提升区域大气断面质量，在第一时间向下游区域发出预警信息；二是采取严厉的措施，限制本地污染源排放。比如机动车尾气排放和工业气体排放，还要加强对建筑工地扬尘管理，减少外来浮尘与本地污染物混合所造成的二次污染；三是科学规划城市布局，创新绿化新思路。科学规划整个区的布局，比如生活区和工业区要分开；创新绿化新思路，充分利用建筑屋顶和墙壁发展立体绿化，大力种植常年生花草树木，发挥植被可以吸烟除尘和过滤空气的功能，提升城市大气质量。

2017年6月绿色科技第12期

参考文献：

[1]

中央气象局.地面气象观测规范—第4部分：天气现象观测（QX/T48—2007）[M].北京：气象出版社，2007.

[2]刘伟，韩毓.灰霾天气城市空气污染程度判据指标体系建立的探讨[J].中国环境监测，2009，25（3）：86～89.

[3]KeywoodMD，AyersGP，Gras J L，etal.Haze in the Klang Valley of Malaysis[J].Atmospheric Chemistry and Physics，2003，3（1）：591～605.

[4]Sun Y，ZhuangG，TangAA，etal.ChemicalCharacteristics of PM2.5 and PM10 in haze-fog episodesinBeijing[J].Environment Science and Technology，2006（40）：3148～2155.

[5]鄒强，姚玉刚，林惠娟.苏州市区灰霾现象形成的气象条件分析[J].中国环境监测，2014，30（1）：37～43.

[6]张灿，周志恩，翟崇治，等.重庆市区灰霾天气变化及特征分析. [J].中国环境监测，2014，30（4）：69～75.

[7]蔡鑫，耿天召， 朱余.合肥市灰霾大气污染特征浅析[J].农业与环境，2015（10）：102～104.

[8]龚识懿，冯加良.上海地区大气相对湿度与PM10浓度和大气能见度的相关性分析[J].环境科学研究，2012，25（6）：628～632

[9]莫雨淳，郑凤琴，廖国莲.南宁市PM10浓度与气象条件分析[J].气象研究与应用，2008，29（1） ： 55～56.

Climatic Characteristics and Countermeasures of Gloomy Weather in Songjiang

Zhu Yuhui

（Shanghai Songjiang Environmental Monitoring Station，Shanghai 201613， China）

Abstract： The climatic characteristics of urban haze were analyzed by using meteorological data and airborne automatic online data. The results showed thatthe gloomy weather mainly occurred in winter， because winter climate characteristics is less precipitation， slowerwind speed when the pressure is increasing. It will lead to the increase of the concentration of pollution. The effect of slight precipitation is not obvious； wind speed is not conducive to the spread of particulate matter； pressure increases， increasing the stability of the atmosphere is not conducive to the spread of pollutants， resulting in increased pollutant concentration.PM2.5 is the main cause of gloomy weather. This study also gave the directions to decrease the frequency of occurring gloomy weather and came up with some tactics to forecast such weather.

Key words： gloomy； climatic characteristics； countermeasures